Steht eine globale Wasserkrise bevor? Dies ist eine der Befürchtungen, die die Vereinten Nationen in ihrem jüngsten „Weltwasserentwicklungsbericht“ äußern. In dem Bericht, der am 22. März 2023 anlässlich des Weltwassertags veröffentlicht wurde, wird darauf hingewiesen, dass bereits heute zwei bis drei Milliarden Menschen auf der Welt mindestens einen Monat im Jahr unter Wassermangel leiden. Diese Situation könnte sich in den kommenden Jahren noch weiter verschärfen, insbesondere in städtischen Gebieten, was auf eindeutig identifizierte Faktoren wie den Klimawandel und die steigende Zahl der in Städten lebenden Menschen zurückzuführen ist. Diese Risiken des Wassermangels bedrohen nicht nur den Menschen, sondern auch die Pflanzen- und Tierwelt. Wasser ist unsere gemeinsame Zukunft, und wir müssen gemeinsam handeln, um es gerecht zu teilen und nachhaltig zu bewirtschaften“, fasste Audrey Azoulay, Generaldirektorin der UNESCO, bei der Veröffentlichung des Berichts zusammen. Es ist dringend notwendig, solide internationale Mechanismen zu schaffen, um zu verhindern, dass die globale Wasserkrise außer Kontrolle gerät.

Maßnahmen für Wasserqualität und -quantität ergreifen

Um es klar zu sagen: Ein starkes, koordiniertes Handeln der Regierungen auf der ganzen Welt ist in dieser Frage unerlässlich, aber auch die Geschäftswelt muss sich engagieren. Große Organisationen – sowohl private als auch öffentliche – müssen Maßnahmen ergreifen, um ihren Wasserverbrauch effektiver zu gestalten. Die erste Maßnahme ist offensichtlich. Sie zielt darauf ab, den Verbrauch jedes einzelnen Akteurs zu senken, und zwar durch die Anwendung bewährter Praktiken im Umgang mit Wasser sowie durch technische Lösungen zur Messung und Optimierung des Verbrauchs. Zusätzlich zu diesen Bemühungen müssen die Wirtschaftsakteure mehr tun, um die direkten und indirekten Auswirkungen ihrer täglichen Aktivitäten (Industrie, Energie, Landwirtschaft usw.) auf den Zustand der Wasserressourcen und die Wasserqualität zu messen und zu kontrollieren. Obwohl dies oft übersehen wird, verändert der Klimawandel nicht nur die Quantität der Wasserressourcen, sondern auch ihre Qualität und die der Ökosysteme, die sie speisen. In Frankreich beispielsweise führen die höheren Temperaturen in den Flüssen zu einem Rückgang des gelösten Sauerstoffs im Wasser, was sich auf die Fischpopulationen auswirkt.

Der Beitrag der Modellierung zum Schutz der aquatischen Umwelt

Um all diese Herausforderungen zu bewältigen, stehen den Unternehmen heute neue Mess- und Optimierungsinstrumente zur Verfügung, die insbesondere aus der Welt des IoT und der KI stammen. Dazu gehören Modellierungstools, die helfen können, quantitative und qualitative Schwankungen in aquatischen Systemen zu vermeiden. Auf der Grundlage von Daten wie Wetter, Wasserdurchfluss oder Temperaturschwankungen in Flüssen kann die Modellierung dazu dienen, eine aquatische Umgebung in 3D darzustellen. Mit anderen Worten: ein digitaler Zwilling der beobachteten natürlichen Umgebung (See, Fluss usw.). Dieses Instrument umfasst Algorithmen sowie physikalisch-chemische und biologische Kenntnisse. Es wird es ermöglichen, die Veränderungen in der aquatischen Umwelt in den kommenden Monaten und Jahren zu analysieren und zu antizipieren, wobei die geschätzten Auswirkungen der künftigen globalen Erwärmung berücksichtigt werden. Damit wird ein großes Manko herkömmlicher Studien über die Auswirkungen von Wasserbauprojekten behoben, bei denen der Klimawandel in den Schlussfolgerungen nur selten berücksichtigt wird. Auch die Modellierung der Wasserverdunstung, die derzeit erforscht und entwickelt wird, dürfte den Nutzern dieser Modelle bald zur Verfügung stehen.

Pionieranwendungen werden folgen

In der Praxis gibt es bereits zahlreiche Beispiele für den Einsatz dieser Modellierung. Die schiere Vielfalt der möglichen Anwendungen dieser Technologien bei der Behandlung verschiedener wasserbezogener Fragen zeugt von der Fülle der potenziellen Anwendungen. In Afrika werden Modellierungsinstrumente eingesetzt, um die Auswirkungen des Baus von Staudämmen auf Wälder, Seen und Flüsse zu bewerten. Oberste Priorität hat dabei die Sicherstellung des Zugangs zu Wasser für die umliegenden Städte und Dörfer. In Frankreich arbeiten die Teams von SEGULA Technologies im Rahmen des Programms ATARA (Assistance Tool for wAter Resources mAnagement) mit den Teams des Office Français de la Biodiversité und des INRAE zusammen, um die Modellierung der französischen Gewässer und ihrer Qualität zu automatisieren. Dieses Instrument ist vor allem in Berggebieten nützlich, wo eine präzise Bewirtschaftung der Wasserressourcen bis hinauf in die Gebirgsketten erforderlich ist. In Spanien werden Modellierungsinstrumente auf der Grundlage von Messungen und Satellitenbildern eingesetzt, um die Wassernutzung für den Reisanbau zu optimieren. Schließlich bieten Modellierungswerkzeuge auch im Bereich der Kernenergieerzeugung relevante Lösungen. Kernkraftwerke benötigen Wasser zur Kühlung, oft aus Flüssen. Dies kann bei Hitzewellen problematisch sein. Diese Instrumente können dazu beitragen, das Stromerzeugungssystem an höhere Temperaturen anzupassen. So viele konkrete Beispiele, die den entscheidenden Beitrag der Modellierungstechnologien im Dienste unseres gemeinsamen Gutes schlechthin zeigen: Wasser. Es liegt an den öffentlichen und privaten Entscheidungsträgern, diese Instrumente in den kommenden Jahren verstärkt zu nutzen. Das versteht sich von selbst.